磁共振功能成像評價單聚體非離子型碘對比劑對家兔腎臟氧含量和水分子擴散運動影響的實驗研究.pdf

1、目的：
　　腎臟的生理功能是排泄代謝終末產(chǎn)物，調(diào)節(jié)體液各成分濃度，維持水分、電解質(zhì)動態(tài)平衡，是保持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的最重要器官之一。而含碘對比劑導致的腎臟損傷，對比劑腎?。–ontrast induced nephrotoxicity，CIN）的發(fā)病率逐年提高，特別是在注射對比劑前有基礎腎功能不全和糖尿病合并慢性腎病被認為是引起CIN重要的危險因素，但對于CIN檢測血肌酐值在注射對比劑3-5天達才到高峰，因此早期臨床診斷存在困難。常

2、規(guī)影像學檢查僅能提供腎臟的解剖信息，但隨著磁共振成像技術的迅速發(fā)展，功能磁共振成像序列能更好的反映腎臟的功能狀態(tài)，從而反映疾病的病理生理狀態(tài)。本實驗的主要目的是應用磁共振功能成像血氧水平依賴(Blood oxygenation level-dependent imaging magnetic resonance,BOLD-MRI)，和彌散加權成像(Diffusion weighted-imaging，DWI)這兩種方法研究在注射含碘對比

3、劑后對正常家兔及糖尿病腎病病家兔腎臟氧含量和水分子擴散運動受限的改變。
　　方法：
　　1、實驗動物、糖尿病腎臟造模
　　1.1、實驗動物:選取新西蘭家兔。
　　1.2、Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病腎病家兔造模
　?、裥吞悄虿∧I病組家兔造模:150 mg/kg的四氧嘧啶溶于生理鹽水中(5g/100mL)，經(jīng)耳緣靜脈注射。2-3周后，當血糖濃度≥16mmol/L，入選Ⅰ型糖尿病組。家兔喂養(yǎng)常規(guī)飼料至12周。在第12周時行

4、血糖、肌酐、尿素氮及微量白蛋白的生化檢查，當指標升高，即血糖＞6.11 mmol/L;肌酐＞133μmol/L;尿素氮＞7.1 mmol/L;微量白蛋白＞10 mg/L，說明糖尿病腎病造模成功。
　?、蛐吞悄虿∧I病組家兔造模:高脂高糖喂養(yǎng)(100g常規(guī)飼料中加5g蔗糖和1g膽固醇)，并將蔗糖按1g/ml溶解于飲用水中。8周后，采血進行血糖、血脂和高敏感C反應蛋白生化檢查，指標升高認為胰島素抵抗出現(xiàn)，入選Ⅱ型糖尿病組。第12周時行血

5、糖、肌酐、尿素氮及微量白蛋白的生化檢查，當指標升高，即血糖＞6.11mmol/L;肌酐＞133μmol/L;尿素氮＞7.1 mmol/L;微量白蛋白＞10 mg/L，說明糖尿病腎病造模成功。
　　2、碘對比劑準備
　　實驗應用四種不同濃度含碘對比劑基本屬性如下:
　　200mgI/mL(黏稠度:0.20 NS/M2at37℃;滲透壓:413 mOsm/kg H2O);
　　240mgI/mL(黏稠度:0.33 N

6、S/M2at37℃;滲透壓:510mOsm/kgH2O);
　　300mgI/mL(黏稠度:0.61 NS/M2at37℃;滲透壓:640 mOsm/kg H2O);
　　350mgl/mL(黏稠度:1.06 NS/M2at37℃;滲透壓:780 mOsm/kg H2O)。
　　3、MRI掃描
　　常規(guī)T2WI掃描(T2 weighted image，T2WI)，血氧水平依賴(Blood oxygenationl

7、evel-dependent imaging，BOLD)及擴散加權成像(Diffusion weighted imaging，DWI)。
　　4、實驗設計:
　　實驗一:正常家兔注射四種碘對比劑（200mgI/mL，240mgI/mL，300mgI/mL和350mgI/mL）后1h、24h、48h、72h進行BOLD和DWI掃描;
　　實驗二:將350mgI/mL對比劑設計為半倍劑量組、標準劑量組、單倍劑量組，正常家兔

8、注射后1h、24h、48h、72h進行BOLD和DWI掃描;
　　實驗三:Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病腎病家兔注射對比劑350mgI/mL后1h、24h、48h、72h進行BOLD和DWI掃描;
　　實驗四:Ⅱ型糖尿病腎病家兔注射350mgI/mL后1h、24h、48h、72h進行病理及免疫組化的檢查。
　　5、MRI圖像分析
　　5.1、BOLD圖像及R2*值測量
　　BOLD冠狀位圖像可將腎臟分為皮質(zhì)、外髓、內(nèi)髓三

9、部分，在腎灌注圖像上分別測量皮質(zhì)、外髓和內(nèi)髓的氧含量。
　　5.2、ADC值的測量
　　ADC軸位圖，將圖像腎臟分為皮質(zhì)、髓質(zhì)兩部分，在腎灌注圖像上測量皮質(zhì)和髓質(zhì)的水分子擴散運動受限程度。
　　6、病理檢查
　　將家兔左、右腎臟冠狀位剖開，放入甲醛溶液中固定。腎臟標本進行常規(guī)梯度酒精脫水、二甲苯透明、浸蠟、石蠟包埋、切片、作HE病理常規(guī)染色、封片等。
　　7、免疫組化檢查
　　應用缺氧探針Hypoxy

10、probeTM-1的免疫組化化學染色，觀察在注射碘對比劑后腎臟皮質(zhì)和髓質(zhì)之間氧含量的差異。
　　8、統(tǒng)計學方法
　　所有數(shù)據(jù)按均值±標準差形式表示，并應用SPSS17.0統(tǒng)計學軟件分析。同一部位同一時間點多組間比較采用單因素方差分析，同一部位同一時間點兩組間比較采用獨立樣本t檢驗。P值＜0.05有統(tǒng)計學意義，P值＜0.01有顯著統(tǒng)計學意義。
　　結果：
　　1、MRI掃描結果
　　實驗一結果:
　　與

11、注射生理鹽水的對照組相比，注射不同濃度的含碘對比劑后，腎臟皮質(zhì)、外髓和內(nèi)髓的R2*值在1h后均升高，至24h升至最高，之后開始下降，至72h降至最低，其中以外髓變化最明顯。外髓的R2*值在24小時升至最高，四組含碘對比劑比較，以350對比劑組升高最顯著。
　　與注射生理鹽水的對照組相比，注射不同濃度的含碘對比劑后腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)的ADC值均降低，以髓質(zhì)變化最為明顯。在髓質(zhì)，各組ADC值在48h均降至最低，其中以350對比劑組最為明顯

12、。
　　實驗二結果:
　　350半倍劑量組、標準劑量組及單倍劑量組之間進行R2*值比較，在外髓三組的R2*值均明顯升高，在24h，各組的R2*值達到峰值，以350單倍劑量組升高最為明顯。350半倍劑量組、標準劑量組及單倍劑量組之間進行ADC值比較，在髓質(zhì)三組的ADC值均明顯降低，在48h，各組的ADC值均降至最低，以350單倍劑量組最為明顯。
　　實驗三結果:
　　注射含碘對比劑350后，Ⅰ型、Ⅱ型糖尿病腎病組家

13、兔腎臟皮質(zhì)、外髓和內(nèi)髓的R2*值比較無統(tǒng)計學意義，表明在各個時間點(1h，24h，48h，72h)，350碘對比劑對Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病腎病家兔腎臟氧含量的影響是相同的。Ⅰ型、Ⅱ型糖尿病腎病組家兔腎臟皮質(zhì)和髓質(zhì)的ADC值比較同樣無統(tǒng)計學意義，表明在各個時間點(1h，24h，48h，72h)，350碘對比劑對Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病腎病家兔腎臟水分子擴散運動受限的影響是相同的。
　　實驗四結果:
　　病理檢查結果示注射生理鹽水后腎臟形態(tài)飽

14、滿，結構清晰。近曲小管上皮細胞未見腫脹、變性。集合管內(nèi)未見管型。毛細血管未見擴張、出血。注射350碘對比劑后腎臟腎小球結構混濁，略明顯腫脹，部分呈萎縮性改變，近曲小管上皮細胞腫脹，并可見空泡變性。集合管內(nèi)可見多發(fā)管型，間質(zhì)內(nèi)毛細血管擴張、充血。
　　免疫組化結果示注射生理鹽水后觀察，腎臟的皮、髓質(zhì)之間無明顯差異。注射350碘對比劑后1h，腎臟皮、髓質(zhì)差異仍不明顯，24h腎臟髓質(zhì)染色明顯加深，說明髓質(zhì)缺氧嚴重，48h腎臟皮、髓質(zhì)仍有

15、差異，以髓質(zhì)為著，至72h腎臟髓質(zhì)染色減輕，說明缺氧恢復。
　　2、BOLD圖后處理結果
　　注射含碘對比劑后1h腎臟的皮質(zhì)、外髓和內(nèi)髓的顏色均有不同程度的加深，以外髓明顯，說明缺氧范圍擴大，程度加重，24h外髓顏色加深最明顯，說明外髓氧含量最低，之后顏色逐漸減輕至72h，說明氧含量恢復。
　　3、ADC圖后處理結果
　　注射含碘對比劑后1h腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)呈冷色調(diào)改變，以髓質(zhì)明顯，48h髓質(zhì)冷色調(diào)程度最明顯，說明

16、水分子擴散運動受限的影響最嚴重，72h逐漸緩解為暖色調(diào)，說明水分子擴散運動受限的影響減輕。
　　結論：
　　碘對比劑可降低腎臟的氧含量，引起腎小球的損害，以350對比劑組對腎臟影響最嚴重，以24h最明顯。碘對比劑使腎臟水分子擴散運動受限，引起腎小管上皮細胞空泡變性，以350對比劑組對腎臟影響最為嚴重，以48h最為明顯。增加對比劑劑量，會對腎臟造成更嚴重的影響。350碘對比劑對糖尿病腎病階段腎臟的影響更為嚴重;350碘對比劑對